Система джозефсоновских вихрей в слоистом электронно-легированном сверхпроводнике Nd2 – xCexCuO4

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлен краткий обзор транспортных и гальваномагнитных свойств электронно-легированного слоистого сверхпроводника Nd2 – xCexCuO4 с акцентом на роль структуры джозефсоновских вихрей, формирующихся в кристалле в магнитном поле, параллельном плоскостям CuO2. Проведен анализ экспериментальных данных по продольному и холловскому магнитосопротивлению, полученных за последнее время в синтезированных нами эпитаксиальных пленках Nd2 – xCexCuO4/SrTiO3. Возможность образования системы джозефсоновских вихрей в этой сильно анизотропной системе обусловлена оригинальной ориентацией оси c и проводящих плоскостей CuO2 соединения Nd2 – xCexCuO4 относительно плоскости подложки.

Об авторах

Т. Б. Чарикова

Институт физики металлов УрО РАН

Email: popov_mr@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

Н. Г. Шелушинина

Институт физики металлов УрО РАН

Email: popov_mr@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

А. С. Клепикова

Институт физики металлов УрО РАН

Email: popov_mr@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

М. Р. Попов

Институт физики металлов УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: popov_mr@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18

Список литературы

  1. Plakida N.M. High-Temperature Superconductivity: Experiment and Theory. Berlin; New York: Springer, 2012. 230 p.
  2. Kopnin N.B. Theory of Nonequilibrium Superconductivity. Clarendon Press. 2001. 342 p.
  3. Tinkham M. Introduction to superconductivity. Dover publications, Mineola, New York. 2004.
  4. Poole C., Farach H., Creswic R., Prozorov R. Superconductivity. Elsevier. 2014.
  5. Lawrence W.E., Doniach S. Theory of layer-structure superconductors // Proc. Twelfth Int. Conf. Low Temp. Physics, okyo Keigaku Publ. Co., Ltd. 1971. 361.
  6. Bulaevskii L.N. Magnetic properties of layered superconductors with weak interaction between the layers // Zh. Eksp. Teor. Fiz. 1973. V. 64. P. 2241–2247.
  7. Bulaevskii L.N., Domínguez D., Maley M.P., Bishop A.R., Ivlev B.I. Collective mode and the c -axis critical current of a Josephson-coupled superconductor at high parallel magnetic fields // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. P. 14601–14610. https://doi.org/10.1103/Phys.RevB.53.14601
  8. Blatter G., Feigel’man M.V., Geshkenbein V.B., Larkin A.I., Vinokur V.M. Vortices in high-temperature superconductors // Rev. Mod. Phys. 1994. V. 66. P. 1125–1388. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.66.1125
  9. Tokura Y., Takagi H., Uchida S. A superconducting copper oxide compound with electrons as the charge carriers // Nature. 1989. V. 337. P. 345–347. https://doi.org/10.1038/337345a0
  10. Charikova T., Ignatenkov A., Ponomarev A., Ivanov A., Klimczuk T., Sadowski W. In-plane and out-of-plane temperature dependencies of the resistivity in single crystals and films of Nd2CuO4 // Phys. C Supercond. 2003. V. 323–324. P. 388–389. https://doi.org/10.1016/S0921-4534(02)02474-7
  11. Ignatenkov A.N., Ponomarev A.I., Sabirzyanova L.D., Charikova T.B., Kharus G.I., Shelushinina N.G., Ivanov A.A., Churkin O.A. Effect of disorder on the transport properties of the high-T c superconductor Nd2 − xCexCuO4 + δ // J. Exp. Theor. Phys. 2001. V. 92. P. 1084–1089. https://doi.org/10.1134/1.1385650
  12. Armitage N.P., Ronning F., Lu D.H., Kim C., Damascelli A., Shen K.M., Feng D.L., Eisaki H., Shen Z.-X., Mang P.K., Kaneko N., Greven M., Onose Y., Taguchi Y., Tokura Y. Doping Dependence of an n-Type Cuprate Superconductor Investigated by Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. P. 257001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.257001
  13. Armitage N.P., Fournier P., Greene R.L. Progress and perspectives on electron-doped cuprates // Rev. Mod. Phys. 2010. V. 82. P. 2421–2487. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.2421
  14. Matsui H., Terashima K., Sato T., Takahashi T., Wang S.-C., Yang H.-B., Ding H., Uefuji T., Yamada K. Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy of the Antiferromagnetic Superconductor Nd1.87Ce0.13CuO4: Anisotropic Spin-Correlation Gap, Pseudogap and the Induced Quasiparticle Mass Enhancement // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 94. P. 047005. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.047005
  15. Matsui H., Terashima K., Sato T., Takahashi T., Fujita M., Yamada K. Direct Observation of a Nonmonotonic dx2‒y2-Wave Superconducting Gap in the Electron-Doped High-Tc Superconductor Pr0.89LaCe0.11CuO4 // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. P. 017003. https://doi.org/10.1103/ PhysRevLett.95.017003
  16. Lin J., Millis A.J. Theory of low-temperature Hall effect in electron-doped cuprates // Phys. Rev. B. 2005. V. 72. P. 214506. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.214506
  17. Charikova T.B., Kharus G.I., Shelushinina N.G., Neverov V.N., Petukhov D.S., Ivanov A.A. Magnetoresistance and Hall effect in electron-doped superconductor Nd2 − xCexCuO4 + δ with different degrees of nonstoichiometric disorder: A two-band model // Phys. Met. Metallogr. 2014. V. 115. P. 446–456. https://doi.org/10.1134/S0031918X14050032
  18. Ivanov A.A., Galkin S.G., Kuznetsov A.V., Menushenkov A.P. Smooth homogeneous HTSC thin films produced by laser deposition with flux separation // Phys. C Supercond. 1991. V. 180. P. 69–72. https://doi.org/10.1016/0921-4534(91)90638-F
  19. Popov M.R., Klepikova A.S., Shelushinina N.G., Ivanov A.A., Charikova T.B. Interlayer Hall Effect in n-type doped high temperature superconductor Nd2 − xCexCuO4 + δ //Phys. C Supercond. its Appl. 2019. V. 566. P. 1 353 515. https://doi.org/10.1016/j.physc.2019.1353515
  20. Charikova T.B., Ponomarev A.I., Kharus G.I., Shelushinina N.G., Tashlykov A.O., Tkach A.V., Ivanov A.A. Quasi-two-dimensional transport properties of the layered superconductor Nd2−xCexCuO4 + δ // J. Exp. Theor. Phys. 2007. V. 105. P. 626–635. https://doi.org/10.1134/S1063776107090208
  21. Petukhova O.E., Popov M.R., Klepikova A.S., Shelushinina N.G., Ivanov A.A., Charikova T.B. Lateral vortex motion in highly layered electron-doped superconductor Nd2−xCexCuO4 //Phys. C Supercond. its Appl. 2020. V. 578. P. 1353738. https://doi.org/10.1016/j.physc.2020.1353738
  22. Cassam-Chenai A., Mailly D. Transport in quasi-two-dimensional systems under a weak magnetic field // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. P. 1984–1995. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.52.1984
  23. McKenzie R.H., Moses P. Incoherent Interlayer Transport and Angular-Dependent Magnetoresistance Oscillations in Layered Metals // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 4492–4495. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.4492
  24. Abrikosov A.A. My years with Landau // Phys. Today. 1973. V. 26. P. 56–60. https://doi.org/10.1063/1.3127896
  25. Bardeen J., Stephen M.J. Theory of the Motion of Vortices in Superconductors // Phys. Rev. 1965. V. 140. P. A1197–A1207. https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1197
  26. Kwok W.K., Welp U., Vinokur V.M., Fleshler S., Downey J., Crabtree G.W. Direct observation of intrinsic pinning by layered structure in single-crystal YBa2Cu3O7−δ // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. P. 390–393. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.67.390
  27. Kleiner R., Steinmeyer F., Kunkel G., Müller P. Intrinsic Josephson effects in Bi2Sr2CaCu2O8 single crystals // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. P. 2394–2397. https://doi.org/10.1103/ PhysRevLett.68.2394
  28. Rapp M., Murk A., Semerad R., Prusseit W. C-Axis Conductivity and Intrinsic Josephson Effects in YBa2Cu3O7−δ // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 928–931. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.928
  29. Josephson B.D. Possible new effects in superconductive tunnelling // Phys. Lett. 1962. V. 1. P. 251–253. https://doi.org/10.1016/0031-9163(62)91369-0
  30. Clem J.R., Coffey M.W. Viscous flux motion in a Josephson-coupled layer model of high-Tc superconductors // Phys. Rev. B. 1990. V. 42. P. 6209. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.42.6209
  31. Koshelev A.E. Role of in-plane dissipation in dynamics of a Josephson vortex lattice in high-temperature superconductors // Phys. Rev. B. 2000. V. 62. P. R3616–R3619. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.62.R3616
  32. Petukhova O.E., Klepikova A.S., Popov M.R., Shelushinina N.G., Ivanov A.A., Charikova T.B. Vortex motion in tilted magnetic fields in highly layered electron-doped superconductor Nd2–xCexCuO4 // Phys. C Supercond. 2021. V. 591. P. 135396–1353974. https://doi.org/10.1016/ j.physc.2021.1353968
  33. Kes P.H., Aarts J., Vinokur V.M., van der Beek C.J. Dissipation in highly anisotropic superconductors // Phys. Rev. Lett. 1990. V. 64. P. 1063–1066. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.64.1063
  34. Bulaevskii L., Clem J.R. Vortex lattice of highly anisotropic layered superconductors in strong, parallel magnetic fields // Phys. Rev. B. 1991. V. 44. P. 10 234–10 238. https://doi.org/10.1103/ PhysRevB.44.10234
  35. Koshelev A.E., Dodgson M.J.W. Josephson vortex lattice in layered superconductors // J. Exp. Theor. Phys. 2013. V. 117. P. 449–479. https://doi.org/10.1134/S1063776113110125
  36. Klemm R.A., Luther A., Beasley M.R. Theory of the upper critical field in layered superconductors // Phys. Rev B. 1975. V. 12. P. 877–891. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.12.877
  37. Klepikova A.S., Charikova T.B., Shelushinina N.G., Petukhov D.S., Ivanov A.A. Anisotropy of the Hall Effect in a Quasi-Two-Dimensional Electron-Doped Nd2–xCexCuO4 + δ Superconductor // Phys. Solid State. 2018. V. 60. P. 2162–2165. https://doi.org/10.1134/S1063783418110124
  38. Khomskii D.I., Freimuth A. Charged Vortices in High Temperature Superconductors // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 75. P. 1384–1386. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.75.1384
  39. Feigel’man M.V., Geshkenbein V.B., Larkin A.I., Vinokur M.V. Sign Change of the Flux Flow Hall Effect in HTSC // JETP Lett. 1995. V. 62. P. 834–840.
  40. Van Otterlo A., Feigel’man M., Geshkenbein V., Blatter G. Vortex Dynamics and the Hall Anomaly: A Microscopic Analysis // Phys. Rev. Lett. 1995. V. 75. P. 3736–3739. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.75.3736
  41. Aronov A.G., Hikami S., Larkin A.I. Gauge invariance and transport properties in superconductors above Tc // Phys. Rev. B. 1995. V. 51 P. 3880–3885. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.51.3880
  42. Nozières P., Vinen W.F. The motion of flux lines in type II superconductors // Philos. Mag. A J. Theor. Exp. Appl. Phys. 1966. V. 14. P. 667–688. https://doi.org/10.1080/14786436608211964
  43. Charikova T.B., Shelushinina N.G., Harus G.I., Petukhov D.S., Neverov V.N., Ivanov A.A. Upper critical field in electron-doped cuprate superconductor Nd2−xCexCuO4 + δ: Two-gap model // Phys. C Supercond. 2013. V. 488. P. 25–29. https://doi.org/10.1016/j.physc.2013.02.010

Дополнительные файлы


© Т.Б. Чарикова, Н.Г. Шелушинина, А.С. Клепикова, М.Р. Попов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах